İlk mikroskop 1590 yıllarında icat edilmiş ve 1665 yılında Robert Hook tarafından geliştirilmiştir. Robert Hook geliştirdiği mikroskop ile ilk hücre gözlemini yapmış ve yeni bir dönem başlamıştır. Bu mikroskop; bir boru içerisine yerleştirilmiş mercekten oluşturulmuş ve ışık kaynağı kullanılmıştır. Mikroskobun bir nesneyi daha büyük göstermesi ışığın optik özellikleri ve mercekler ile sağlanır.
Basit bir mikroskop, tek bir mercekten oluşur. Günlük hayatta kullandığımız okuma gözlükleri ve büyüteçler de merceklerden oluşur. Mercekler, ışığın yönünü değiştirebilen (kırılma), ışık ışınlarını birbirine yaklaştırabilen ya da uzaklaştırabilen optik aletlerdir. Hook, yağ lambasını ışık kaynağı olarak kullanmış ve mercekler yardımıyla hücre görüntüsünü elde etmiştir. Peki, mikroskop nasıl bir nesneyi olduğundan daha büyük gösterir?
Mikroskopta dış bükey mercekler bulunur. Dışbükey merceğin özelliği ise merceğin her iki tarafının da dışa doğru kıvrılarak dışbükey bir yüzeye sahip olmasıdır. Merceğin bu yapısı sayesinde ışığın göze girme açısı değişir. Işık, mikroskop altında incelenen bir nesneden yansıdığında ve mercekten geçtiğinde göze doğru bükülür. Bu durum, nesnenin gerçekte olduğundan daha büyük görünmesini sağlar. Işığın bu şekilde kırılmasını, yaz havuz veya denizlerde de gözlemleyebiliriz. Suyun içindeki nesneyi olduğundan büyük halde görebiliriz. Bu olay ışığın fiziksel özellikleri ile ilgilidir.
Mikroskopta bulunan ışık kaynağından gelen ışınlar örnekten geçer ve mercekler aracılığı ile görüntü büyütülür. Bu görüntü mikroskopta bulunan oküler ’den yansıtılır. Mikroskopta canlı cansız hücreler incelenebilir. Bu hücrelere "örnek" denir. Örnekler ince bir cam yani lamın üzerine yerleştirilir ve lamel ile sabitlenir. Bu örnekler boyalar ile boyanabilir. Lam üzerine hazırlanmış bu örneğe "preparat" denir.
Mikroskop iki bölümden oluşur; Mekanik ve optik bölümler. Mekanik ve optik bölümler kendi içinde farklı kısımlara ayrılır.
Mikroskobun Mekanik Bölümleri:
a. Mikroskop gövdesi
b. Mikroskop ayağı
Mikroskobun Optik Bölümleri:
a. Oküler
b. Objektifler
c. Kondansatör
Oküler (Göz Merceği): Oküler, mikroskobun üst kısmına yerleştirilmiş optik parçadır. İçerisinde görüntüyü büyüten mercekler bulunur.
Objektif: Mikroskopta görüntünün ilk oluştuğu kısımdır. Mikroskop, incelenen örneklerden gelen ışınları alıp ekran üzerine yansıtan merceklere sahiptir. Bu merceklerin yerleştirildiği kısım örneğe en yakın bölgededir. Buna benzer bir mercek dizesi fotoğraf makinesi ve dürbün gibi eşyalarda da kullanılır. Bir mikroskop üzerinde genellikle 4 farklı objektif bulunur. Bu objektifler: 4X, 10X, 40X ve 100X olarak adlandırılır ve sırasıyla görüntüyü 4X, 10X, 40X ve 100X kat büyütür. Oküler ’de bulunan mercek, objektiften gelen görüntüyü ekstra büyütür. Oküler ’de bulunan 5X bir mercek ve 10X objektif, görüntüyü 50X olarak büyütür. 4X ifadesi 4 kat büyümeyi ifade etmektedir.
Kondansatör: Mikroskopta incelenecek olan nesne tablanın üzerine yerleştirilir. Kondansatör ise bu tablanın altında bulunur. Işık kaynağından gelen ışınların örnek üzerinde toplanmasını sağlar. Işığın belli bir bölgede yoğunlaşması bu parça tarafından sağlanır. Bu yüzden yoğunlaştırıcı olarak da bilinir. Robert Hook, geliştirdiği mikroskopta su dolu bir küreyi yoğunlaştırıcı olarak kullanmıştır.
Diyafram: Kondansatör ’ün altında bulunur ve kaynaktan gelen ışık miktarını azaltmak ve arttırmak için kullanılır.
Işık Kaynağı: Mikroskobun taban kısmına monte edilmiş parçadır. İncelenecek nesneye giden ışınlar bu kaynaktan gider.
Kullanım amacına göre farklı tasarımları ve uygulamaları olan farklı mikroskop çeşitleri bulunmaktadır. Yaygın olarak kullanılan mikroskop çeşitleri 5’e ayrılır:
1- Işık mikroskopları
2- Aydınlık ve Karanlık saha mikroskopları
3- Floresan mikroskopları
4- Faz-kontrast mikroskobu
5- Elektron mikroskopları
Işık Mikroskopları: Aynı zamanda optik mikroskop olarak da bilinir ve örneği büyütmek için görünür ışık ve lensler kullanır. Bilim ve araştırma alanlarının çeşitli dallarında en yaygın olarak kullanılan mikroskop türlerinden biridir. Yukarıda temel parçaları ve çalışma prensibi anlatılan mikroskop ışık mikroskobudur. Canlı ve boyanmamış hücreler bu mikroskop ile incelenebilir. Bakteriler ise özel boyama tekniği ile görüntülenebilir.
Karanlık Saha Mikroskopları: Işık Mikroskobunda görülemeyen kolera bakterisi gibi örnekleri incelemek için kullanılan mikroskop türlerinden biridir. Örnekler özel bir boya ile boyanabilir veya boyanmadan şeffaf şekilde incelenebilir. Bakteri gibi örneklerin hareketleri gözlemlenebilir. Işık mikroskobundan farkı ise mikroskopta karanlık bir alan oluşturulmasıdır. Bu karanlık alana "karanlık saha" denir ve özel kondansatörler kullanılmaktadır. Bu kısma gliserin veya sandal ağacı yağı eklenir.
Faz Kontrast Mikroskopları: Bu tür mikroskoplar canlı hücreler veya ölü boyanmış hücreler için uygundur. Sıvı bir ortam içerisinde örnekler incelenir ve hücre içindeki yapılar gözlemlenebilir. Faz Kontrast mikroskobunda ışığın farklı ortamlarda farklı açılarla kırılmasına dayalı bir prensip ile kullanılır. Bu Mikroskobu diğerlerinden ayıran iki temel öğe bulunur: Özel kondansatör ve özel faz objektifleri.
Elektron Mikroskopları: Viruslar dahil olmak üzere tüm mikroorganizmaları ve onların her türlü yapılarını incelemeye imkan sağlar. Elektronların yaydığı ışınlarla bir objeyi bir milyon defa büyütebilmektedir. Elektron demeti ışık kaynağıdır. Elektromanyetik çubuklar mercekler yerine kullanılır. Böylece 1µm ve 10A büyüklüğünde cisimler ayırt edilebilir. Bu mikroskoplar, örneğin büyütmek için ışık yerine elektron demetleri kullanır. Optik mikroskoplara göre çok daha yüksek büyütme ve çözünürlük elde edebilirler. İki ana türü vardır:
a. Transmisyon Elektron Mikroskobu (TEM): İnce bir örneğin içinden elektron demeti geçirerek son derece detaylı bir görüntü oluşturur. TEM'ler, hücrelerin iç yapısı, virüsler, nanoparçacıklar ve diğer malzemelerin atomik düzeyde incelenmesinde kullanılır.
b. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM): SEM'ler, örneğin yüzeyini odaklanmış bir elektron demetiyle tarama yaparak görüntüler. Yüzey analizi bu mikroskop ile yapılır. Detaylı 3D görüntüler sağlarlar ve malzeme bilimi, adli analiz ve biyolojik araştırmalarda yaygın olarak kullanılırlar. Kalp pili gibi biyo-malzemelerin insan vücuduna yerleştirilmeden önce uyum analizi yapılmalıdır. Bu cihazların yüzeyleri ve hücreler arasındaki etkileşim oldukça önemlidir. Cihazın yüzey özelliklerini analiz etmek için SEM mikroskobu kullanılır.
Konfokal Mikroskop: Keskin odaklama ile görüntüyü iyileştirir ve örneğin farklı derinliklerini incelemek için optik kesitler alır.
X-ışını Mikroskobu: X-ışınları kullanarak örneğin içerisini görüntüler.
Floresan Mikroskop: Optik mikroskopta görüntülenemeyen örnekler floresan boya ile boyanarak görüntülenebilmektedir. Örneğin belirli floresan etiketleri kullanarak hücreleri veya molekülleri görüntüler. Uranyum cevheri, kinin sülfat gibi çeşitli maddeler UV (ultraviole) ışınlar altına bırakıldıklarında bir çeşit parlak ışık yayarlar. Bu maddeler kullanılarak yapılan boyalar örnekleri görüntülemek için kullanılır.
Bunlar sadece yaygın olarak kullanılan bazı mikroskop türleridir. Her biri kendi avantajlarına ve belirli uygulamalara sahiptir ve farklı alanlarda kullanılırlar.
bilimUP Sosyal Medya Hesapları
